CALIDAD SISTÉMICA DEL SOFTWARE EDUCATIVO – EDUTEC

Calidad Sistémica del Software Educativo
Pérez, María;
[email protected]
Díaz-Antón, Gabriela;
[email protected]
Grimán, Ana;
[email protected]
Mendoza, Luis.
[email protected]
Universidad Simón Bolívar
Venezuela
Resumen
Cuando se hace referencia a la Calidad del Software Educativo, se requiere de un
producto que satisfaga tanto las expectativas del docente como de los alumnos, a
un menor costo, libre de errores y que cumpla especificaciones instruccionales y
tecnológicas. Esta necesidad conlleva a construir un modelo que especifique esta
calidad, enfocándolo no sólo como un producto sino considerando también el
proceso para construirlo. La meta de este trabajo es proponer un modelo de
especificación de calidad sistémica para software educativo. A través del estudio
de un caso se describe su aplicación y se analiza su desempeño. Se propone
además un método para su aplicación, que toma en cuenta la preselección y
estudio final para hacer la adquisición de un software educativo bajo este
enfoque de calidad. El modelo propuesto cuantifica la calidad sistémica deseada
a partir de tres categorías: Funcionalidad, Usabilidad y Fiabilidad, con sus
respectivas métricas. Luego de su aplicación se puede calificar el software
evaluado
según cuatro niveles de calidad: nula, básica, intermedia o avanzada. Para la
evaluación del software educativo se parte tanto de los aspectos de contenido y
computacionales como de los documentos de soporte pedagógico y técnico.
Palabras clave: calidad de software, software educativo, especificación de
calidad
Abstract
When speaking about Learning Software Quality, we require a product which
meets teachers and students expectations; a cost-effective, error-free,
instructional specifications-compliant product. This need promotes the
construction of a model for quality specification, focused not only on the product
but considering also the construction process. The goal of this research is
proposing a systemic quality specification model for Learning Software. Its
application and performance are described and analyzed by using a case study.
An application method using a systemic focus is also proposed for pre-selecting
and acquiring an Learning Software. The proposed model estimates the systemic
quality for three categories: Functionality, Usability and Reliability, including the
respective metrics. Once applied this model is possible to qualify the evaluated
software according to four quality levels: null, basic, median and advanced. For
evaluating Learning Software we have included here so computing and content
aspects
as
pedagogical
and
technical
support
documents.
Keywords: software quality, learning software, quality specification
Introducción
La presencia de las Tecnologías de la Información (TI) en el aula, es cada día
mayor; sin embargo, es un reto garantizar que se haga un uso adecuado de las
mismas. Parte de este reto es contar con software de calidad. En particular, con el
software que esté soportando el proceso de enseñanza-aprendizaje. La calidad es
un elemento multidimensional y contextual, lo cual lo hace altamente cualitativo;
pero la tendencia mundial es tratar de cuantificarla para soportar a los tomadores
de decisiones en su proceso de selección y adquisición.
El objetivo de este artículo es proponer un modelo de especificación de la calidad
para el software educativo, con un enfoque sistémico. Este modelo permitirá a las
escuelas venezolanas contar con un instrumento orientador, que cuantifica (mide)
la calidad del software educativo que se desee adquirir. Para su evaluación, este
modelo fue aplicado a cuatro softwares educativos en una escuela venezolana.
Este artículo presenta una breve descripción del concepto de calidad sistémica del
software, algunos aspectos de la calidad de software educativo y, posteriormente,
presenta la adecuación del modelo MOSCA a software educativo. Finalmente, se
presentan los resultados de la aplicación del modelo al estudio de cuatro casos,
para cerrar con las conclusiones obtenidas de esta investigación.
Calidad sistémica de software
Según Callaos y Callaos (1993), la calidad de los Sistemas de Software no es algo
que depende de una sola característica en particular, sino que obedece al
compromiso de todas sus partes. Tomando en cuenta la calidad del producto y la
calidad del proceso, el LISI-USB desarrolló el Modelo Sistémico de Calidad de
Software –MOSCA- (Mendoza et al., 2001; 2002), que integra el modelo de
calidad del producto (Ortega et al., 2000) y el modelo de calidad del proceso de
desarrollo (Pérez et al., 2001), y está soportado por los conceptos de calidad total
sistémica (Callaos y Callaos, 1993; Pérez et al., 1999).
A la hora de definir la calidad del software se debe diferenciar entre la calidad del
producto software y la calidad del proceso de desarrollo de éste -calidad de diseño
y fabricación- (Callaos y Callaos, 1993; Pérez et al., 1999). No obstante, las metas
que se establezcan para la calidad del producto van a determinar los objetivos del
proceso de desarrollo, ya que la calidad del primero va a depender, entre otros
aspectos, de estos últimos. Según Callaos y Callaos (1993), la calidad de los
Sistemas de Software no es algo que depende de una sola característica en
particular, sino que obedece al compromiso de todas sus partes. Ésta es una visión
sistémica de la calidad del software.
Tomando en cuenta este enfoque de la calidad, se desarrolló el Modelo Sistémico
de Calidad de software (MOSCA), en el LISI-USB (Mendoza et al., 2001), que
integra el modelo de calidad del producto (Ortega, et al., 2000) y el modelo de
calidad del proceso de desarrollo (Pérez et al., 2001), y soporta estos conceptos de
calidad sistémica (Callaos y Callaos, 1993; Pérez et al., 1999).
En cuanto a la perspectiva del producto, este modelo plantea, sobre la base de las
6 características de calidad del estándar internacional ISO/IEC 9126 (1991), un
conjunto de categorías, características y métricas asociadas que miden la calidad y
hacen del modelo un instrumento de medición de gran valor, ya que cubre todos
los aspectos imprescindibles para medir directamente la calidad del producto de
software. En cuanto a la perspectiva del proceso, este modelo se formuló sobre la
base de las 5 características de calidad del estándar internacional ISO/IEC 15504
(JTC 1/SC 7, 1991), un conjunto de categorías, características y métricas
asociadas que miden la calidad de un proceso de software con un enfoque
sistémico. El modelo de calidad que soporta este enfoque se describe a
continuación.
Como se puede observar en el gráfico Nº 1, MOSCA consta de 4 niveles, los
cuales son descritos seguidamente.
Gráfico Nº 1
Estructura de MOSCA. (Mendoza et al. 2001; 2002).
Nivel 0: Dimensiones. Eficiencia del proceso, Efectividad del proceso, Eficiencia
del producto y Efectividad del producto son las cuatro dimensiones propuestas en
el prototipo de modelo. Sólo un balance y una buena interrelación entre ellas
permite garantizar la calidad Sistémica global de una organización.
Nivel 1: Categorías. Se contemplan 11 categorías: 6 pertenecientes al producto y
las otras 5 al proceso de desarrollo.

Producto: Funcionalidad (FUN), Fiabilidad (FIA), Usabilidad (USA),
Eficiencia (EFI), Mantenibilidad (MAB) y Portabilidad (POR).

Proceso: Cliente-Proveedor (CUS), Ingeniería (ENG), Soporte (SUP),
Gestión (MAN) y Organizacional (ORG).
Nivel 2: Características. Cada categoría tiene asociado un conjunto de
características (56 asociadas al producto y 27 al proceso de desarrollo), las cuales
definen las áreas claves a satisfacer para lograr, asegurar y controlar la calidad
tanto en el producto como en el proceso. Entre las características asociadas a cada
categoría del producto, se proponen en el modelo MOSCA, una serie de
características del proceso (ver Figura 1). Esto se debe a que algunas
características de la calidad del proceso, impactan directamente en las categorías
del producto, al igual que ciertas características de la calidad del producto definen
categorías del proceso.
Nivel 3: Métricas. La cantidad de métricas asociadas a cada una de las
características que conforman MOSCA es de 587 en total.
Adicionalmente, MOSCA cuenta con un algoritmo que facilita su
operacionalización y permite estimar la calidad de software. El algoritmo
contempla tres fases: (1) estimación de la calidad del producto de software con un
enfoque sistémico; (2) estimación de la calidad del proceso de desarrollo de
software con un enfoque sistémico; y (3) integración de las mediciones de los submodelos de la calidad del producto y la calidad del proceso.
Calidad de software educativo
Según Gros et al. (1997) se considera software educativo a cualquier producto
basado en computadora con una finalidad educativa. Así mismo, según Galvis
(2000), en el campo educativo suele denominar software educativo a aquellos
programas que permiten cumplir y apoyar funciones educativas. En esta categoría
entran tanto los que dan soporte al proceso de enseñanza y aprendizaje (un sistema
para enseñar matemáticas, ortografía, contenidos o ciertas habilidades cognitivas),
como los que apoyan la administración de procesos educacionales o de
investigación (Ej. un sistema que permita manejar un banco de preguntas). El
significado que se maneja en este trabajo está relacionado principalmente con la
primera definición; es decir, con los materiales educativos computarizados que
apoyan el proceso de enseñanza-aprendizaje, a las que en Inglés se denomina
courseware (i.e., software educativo para cursos) (Galvis, 2000).
Cuando se habla de calidad de software educativo, se requiere un producto que
satisfaga tanto las expectativas de los docentes como de los usuarios, a un menor
costo, libre de defectos y cumpliendo con ciertas especificaciones (Pressman,
2002).
Según Gros (2000), la calidad del software educativo está determinada no sólo por
los aspectos técnicos del producto sino por el diseño pedagógico y los materiales
de soporte. Este último aspecto es uno de los más problemáticos ya que existen
poco programas que ofrezcan un soporte didáctico. La evaluación de software
educativo se ha centrado tradicionalmente en dos momentos:
1. Durante su utilización real por los usuarios, para juzgar su eficiencia y los
resultados que con él se obtienen.
2. Durante el proceso de diseño y desarrollo, con el fin de corregir y
perfeccionar el programa.
En consecuencia, el tema de evaluación del software educativo ha sido estudiado
y documentado por diversos autores del ámbito educativo, proporcionando
medidas de evaluación en el área educativa y técnica (Barroso et al., 1998; Del
Moral, 1998, Galvis, 2000; Gómez, 1997; González, 1999; Gros et al., 1997;
Marquès, 1998; Martínez y Sauleda, 1993; MVU, 2002; Navarro, 1999; OTA,
1988; PEMGU, 1999; Reeves, 1998; Stephen, 1998). Destacan los métodos de
evaluación de Galvis (2000) y de la Universidad Virtual de Michigan (MVU,
2002), que utilizan métodos cuantitativos de evaluación. Sin embargo, en vista de
que gran parte de las propuestas sobre software educativo, son de índole
cualitativa o necesitan adaptarse a medidas estándares de evaluación de software
según las normas ISO/IEC 9126 (1991), surge la necesidad de la disponibilidad de
un instrumento de medidas estándares de calidad para la evaluación de software
educativo, que sea de utilidad tanto para los desarrolladores de software educativo
como para los interesados en adquirir software comercial (por ejemplo,
educadores e instituciones educativas).
Adecuación de mosca para software educativo
Dado que MOSCA es un modelo de especificación de la calidad de los sistemas
de software, que además permite su medición, en este artículo se hace una
adecuación del mismo para software educativo.
Como un primer alcance, se decidió utilizar sólo la Perspectiva Producto, y de
esta perspectiva sólo la Dimensión de la Efectividad del Producto; en virtud de
que la necesidad más inmediata es dar a las escuelas venezolanas una orientación
para su proceso de selección del software educativo a adquirir.
La propuesta del modelo de evaluación de calidad de software educativo consiste,
entonces, en un conjunto de categorías, características, subcaracterísticas y las
métricas asociadas (ver Gráfico Nº 2 y Tabla 1). La estructura del modelo consta
de cuatro niveles que se explican brevemente a continuación:
Gráfico Nº 2
Propuesta del modelo de evaluación de software educativo
(modificado de Mendoza et al., 2001).
Perspectiva: Producto
Nivel 0: Dimensiones. Efectividad Producto.
Nivel 1: Categorías. Se contemplan tres categorías:

Funcionalidad (FUN): Es la capacidad del producto del software para
proveer funciones que cumplan con necesidades específicas o implícitas,
cuando el software es utilizado bajo ciertas condiciones.

Usabilidad (USA): Esta categoría se refiere a la capacidad del producto
de software para ser atractivo, entendido, aprendido y utilizado por el
usuario bajo condiciones específicas.

Fiabilidad (FIA): La fiabilidad es la capacidad del producto de software
para mantener un nivel especificado de rendimiento cuando es utilizado
bajo condiciones especificadas.
Como se indicó en la sección anterior, MOSCA consta de seis categorías, de las
cuales sólo se deben utilizar tres para la evaluación de software educativo. Debido
a que la categoría de Funcionalidad siempre debe estar presente, en esta actividad
se seleccionan dos categorías de las cinco restantes del modelo del producto
(Usabilidad, Fiabilidad, Eficiencia, Mantenibilidad y Portabilidad). Se
seleccionaron Usabilidad y Fiabilidad (Grimán et al., 2001). La Usabilidad es
seleccionada debido a que para que un software educativo motive al aprendizaje,
es fundamental que el material educativo sea atractivo y de fácil manejo, debe
generar actividades interactivas que motiven y mantengan la atención, actividades
que deben ser variadas y que respondan a los diversos estilos de aprendizaje. Se
seleccionó Fiabilidad debido a que es importante que el producto funcione bajo
las condiciones establecidas y mantenga un nivel específico de rendimiento para
garantizar un ambiente de aprendizaje adecuado.
Nivel 2: Características. Cada categoría tiene asociado un conjunto de
características (10 en total). Una vez seleccionadas las categorías que están
relacionadas con la evaluación de software educativo (Funcionalidad, Usabilidad
y Fiabilidad), se seleccionan las características asociadas a estas categorías en
MOSCA, que están relacionadas con el área educativa. Se decidió seleccionar
ciertas características asociadas a la efectividad del producto y no a la eficiencia
del producto, debido a que, al adquirir un software comercial, no se tiene acceso a
los documentos que permiten aplicar las métricas correspondientes a esta
dimensión, por lo que no es posible evaluarla.
Nivel 3: Subcaracterísticas. Para algunas de las características se asocian un
conjunto de subcaracterísticas. Para algunas características, tales como ‘Ajuste a
los propósitos’ y ‘Facilidad de comprensión del software’, se agregó un conjunto
de sub-características (14 en total) que añadieron el componente educativo a
MOSCA.
Nivel 4: Métricas. Para cada característica se propone una serie de métricas
utilizadas para medir la calidad sistémica. Dada la cantidad de métricas asociadas
a cada una de las características que conforman la propuesta (276 en total), éstas
no serán presentadas en el presente artículo. Es necesaria una selección de
métricas adicionales relacionadas con Funcionalidad, Usabilidad y Fiabilidad, que
permitan adaptar MOSCA en el área de software educativo. En esta propuesta se
realizó una investigación sobre instrumentos de evaluación de software educativo
elaborados por universidades, organizaciones e instituciones gubernamentales, y
expertos en la materia (Barroso et al., 1998; Del Moral, 1998, Galvis, 2000;
Gómez, 1997; González, 1999; Gros et al., 1997; Marquès, 1998; Martínez y
Sauleda, 1993; MVU, 2002; Navarro, 1999; OTA, 1988; PEMGU, 1999; Reeves,
1998; Stephen, 1998). De esta investigación se realizó la propuesta de un conjunto
de métricas que se incorporaron en la estructura de MOSCA (276 en total).
En resumen, la propuesta del modelo de evaluación de software educativo consta
de un total de 3 categorías, 10 características, 14 sub-características y 276
métricas (ver Tabla 1).
Tabla Nº 1
Propuesta de categorías, características, sub-características y número de métricas,
para el modelo propuesto basado en MOSCA.
Adaptado de (Mendoza et al., 2001).
CATEGORÍA
CARACTERÍSTICAS SUBCARACTERÍSTICAS
FUN.1.1 General (6)
FUN.1.2
Objetivos
aprendizaje (10)
de
FUN.1.3 Contenidos
aprendizaje (24)
de
FUN.1.4 Actividades
aprendizaje (17)
de
FUN.1 Ajuste a los
FUN.1.5 Ejemplos (5)
propósitos (118)
FUN.1.6 Motivación (17)
FUNCIONALIDAD
FUN.1.7 Retroalimentación
(11)
(FUN)
FUN 1.8 Ayudas (5)
FUN.1.9
Evaluación
registro de datos (11)
y
FUN.1.10 Metodología de
enseñanza (12)
FUN.2 Precisión (4)
FUN.3 Seguridad (4)
USA.1.1 General (13)
USA.1.2 Interactividad (21)
USA.1 Facilidad
comprensión (91)
USABILIDAD
de USA.1.3 Diseño
interfaz (34)
de
la
USA.1.4 Guías didácticas
(23)
(USA)
USA.2 Capacidad de uso(11)
USA.3 Interfaz Gráfica (14)
USA.4 Operabilidad (15)
FIABILIDAD
(FIA)
FIA.1 Madurez (11)
FIA.2 Recuperación (4)
FIA.3 Tolerancia a fallas (4)
Total de métricas: 276
Una vez formulado el modelo, se diseñó el proceso a seguir para estimar la
calidad del Software educativo según MOSCA.
Caso de Estudio y Resultados
Para la prueba de este modelo de evaluación de software educativo con enfoque
sistémico de calidad, se seleccionaron los 4 títulos que se muestran en la Tabla 2,
dos en español y dos en inglés, para distintas áreas de la educación y para
diferentes edades.
Tabla Nº 2
Lista de software educativo que se consideró para la evaluación de la propuesta.
Software educativo
Los aventureros. 3er. grado.
Materia
3er.grado
Curricular
Focus on Grammar
Gramática
inglesa
Trampolín
3er. Grado
Tercer ciclo
Curricular
Smart Start in English
(Hable Inglés ¡ya!)
Idioma Inglés
Edad
Fabricante
8 – 10 años
The Learning Company
12 años
adultos
8 a 10 años
10 años a
adultos
a
Longman
Knowledge Adventure Anaya Interactiva
Syracuse Language
Language Larousse
Se aplicaron dos tipos de cuestionarios. El primero dirigido a los docentes y el
segundo dirigido a los estudiantes. Ambos cuestionarios se desarrollaron a partir
de las métricas que conforman el modelo propuesto. Cada software educativo fue
evaluado por dos docentes y dos alumnos. A continuación se muestran los
resultados.
Funcionalidad: En la gráfico 3 se muestran los porcentajes alcanzados por los
cuatro software educativos, en cuanto a los requerimientos de calidad asociados a
Funcionalidad.
–
Gráfico Nº 3
Porcentaje de satisfacción del software educativo
frente a las tres características de Funcionalidad.
Como se puede observar en la gráfico 3, los cuatro softwares educativos cumplen
con las características de ‘Ajuste a los propósitos’ y ‘Precisión’, por lo tanto se
concluye que la categoría Funcionalidad es satisfecha para los cuatro softwares
evaluados, a saber, “Los aventureros. 3er. Grado”, “Focus on Grammar”,
“Trampolín tercer ciclo” y “Smart Start in English (Hable Inglés ¡ya!)”; y se
procede a continuación con el algoritmo del modelo ampliado de MOSCA.
Usabilidad: La Figura 4 muestra los porcentajes alcanzados por las características
asociadas a la categoría Usabilidad.
Gráfico Nº 4
Porcentaje de satisfacción del software educativo
frente a las cuatro características de Usabilidad
Como se puede observar en la gráfico 4, los primeros tres softwares educativos
cumplen con tres de las cuatro características asociadas a Usabilidad, por lo tanto
se concluye que la categoría Usabilidad es satisfecha para “Los aventureros. 3er.
Grado”, “Focus on Grammar”, “Trampolín tercer ciclo”. Para el software “Smart
Start in English (Hable Inglés ¡ya!)”, las características de ‘ facilidad de
comprensión del software’ y ‘operabilidad’ no alcanzaron el 75% de la
satisfacción, por lo que se concluye que para este software, la categoría
Usabilidad no es satisfecha.
Fiabilidad: La Figura 5 muestra los porcentajes alcanzados por las características
asociadas a la categoría Fiabilidad. Como se puede observar en la Figura 5, todos
los softwares educativos cumplen con dos de las tres características asociadas a
Fiabilidad, por lo tanto se concluye que la categoría Fiabilidad es satisfecha para
“Los aventureros. 3er. Grado”, “Focus on Grammar”, “Trampolín tercer ciclo” y
“Smart Start in English (Hable Inglés ¡ya!)”.
Gráfico Nº 5
Porcentaje de satisfacción del software educativo
frente a las tres características de Fiabilidad.
Analizando los resultados de las Figuras 3, 4 y 5, se tiene la Tabla 3, la cual
muestra que tres de los cuatro softwares evaluados presentan nivel de calidad
avanzado; es decir, los softwares educativos “Los aventureros 3er. Grado”,
“Focus on Grammar” y “Trampolín tercer ciclo” presentan nivel de calidad
Avanzada. El software “Smart Start in English (Hable Inglés ¡ya!)” presenta nivel
de Calidad Intermedia, debido a que la categoría Usabilidad no fue satisfecha.
Tabla Nº 3
Resultados de las evaluaciones de los cuatro software educativos
según el modelo propuesto.
Software educativo
Categoría
Nivel
Funcionalidad Usabilidad Fiabilidad calidad
Aventureros, tercer grado
Satisfecha
Satisfecha
Satisfecha Avanzada
Focus on grammar
Satisfecha
Satisfecha
Satisfecha Avanzada
Trampolín tercer ciclo
Satisfecha
Satisfecha
Satisfecha Avanzada
Smart start in English
Satisfecha
Insatisfecha Satisfecha Básica
de
Como se podrá observar en la Tabla 3, para que un software educativo, presente
nivel de calidad avanzada, debe satisfacer las tres categorías, a saber,
Funcionalidad, Usabilidad y Fiabilidad. El nivel de calidad Intermedia sólo será
posible en el caso de que las categorías de Funcionalidad y Usabilidad sean
satisfechas. Esto quiere decir que si el software educativo tiene las categorías de
Funcionalidad y Fiabilidad, satisfechas, el nivel de calidad será sólo de Básico. La
exigencia de poseer al menos Funcionalidad y Usabilidad para poseer el nivel de
calidad Intermedio, se debe a que el software educativo tiene que cumplir con los
propósitos para el cual fue diseñado, debe ser fácil de usar y poseer una interfaz
adecuada a los propósitos y a la población de estudiantes para la que fue diseñada.
Conclusiones
La incorporación de las Tecnologías de la información ofrece distintas
dimensiones al proceso de aprendizaje. Garantizar que esta incorporación sea de
calidad no es una tarea fácil, debido al caracter multi-dimensional de la calidad.
En este artículo se propone un modelo de especificación de la calidad para el
software educativo con un enfoque sistémico. El modelo contempla tres
categorías para su evaluación ellas son: Funcionalidad, Usablidad y Fiabilidad.
Estas características fueron seleccionadas en virtud de los requerimientos no
funcionales más relevantes en el contexto del software educativo. Las mismas se
operacionalizan a través de 276 métricas. Este modelo demostró ser una
herramienta de evaluación útil para el docente al soportarlo en el proceso de
selección de este tipo de software. El mismo se aplicó al estudio de un caso en una
escuela venezolana. Para ello, se evaluaron cuatro software educativos, de los
cuales tres demostraron tener un Nivel Avanzado de calidad y uno un Nivel
Básico.
Agradecimientos
Esta investigación fue financiada por el Fondo Nacional de Ciencia, Tecnología e
Innovación (FONACIT) de la República Bolivariana de Venezuela, a través del
proyecto S1-2000000437.
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